Práce je zaměřena na studium disociačního chování polyelektrolytů v roztoku pomocí molekulových simulací. Díky blízkosti disociovatelných skupin na řetězci je disociační chování těchto makromolekul mnohem složitější než disociace jednoduchých kyselin a zásad. Závisí například konformaci čí architektuře makromolekuly (lineární, větvená, nekonečná síť), ale také na přítomnosti malých iontů v roztoku. V prostředí monovalentních iontů je stupeň disociace polyelektrolytů nižší než u srovnatelných jednoduchých kyselin. Vícemocné ionty mají tendenci kondenzovat na řetězci a protože mají opačný náboj, dokážou snížit energii potřebnou na další ionizaci. Teoretický popis těchto systémů je vzhledem k jejich složitosti značně omezen. Právě počítačové simulace významným způsobem napomáhají pochopení experimentů či dokonce umžňují předpovědět nové jevy. Práce je součástí většího výzkumného projektu studovaného ve výzkumné skupině "Soft Matter", ve spolupráci s dalšími evropskými týmy. Zahrnuje provádění simulací, analýzu a interpretaci výsledků. Lze ji rozšířit o programování, implementaci nových algoritmů nebo vývoj simulačních metod.
Preliminary scope of work in English
The topic is focused on the study of dissociation behaviour of polyelectrolytes in solution using molecular simulations. Dissociation of polyelectrolytes is much more complex than that of simple acids. This is due to mutual proximity of dissociating groups on the polymer chain. It depends for example on the conformation of the macromolecule, on its architecture (linear, branched, network) or the presence of small ions in the solution. In the presence of monovalent ions the ionization of polyelectrolytes is suppressed as compared to simple acids. Multivalent ions tend to condense on the macromolecular chain. Their opposite charge decreases the extra energy cost of additional ionzation. Theoretical description of these systems is very limited due to their complexity. In such situation, computer simulations facilitate interpretation and understanding of experimental data and allow for prediction of previously unknown effects. The topic is a part of a more general research projects studied in the Soft Matter research group in collaboration with other European teams. The work will include carrying out the simulations, analysis and interpretation of results. It can be further extended by programming and implementation of new simulation algorithms or by development of simulation methods and algorithms.
- assigned by the advisor